Document 1. Les étapes de la glycolyse. - bcpst-svt …bcpst-svt-parc.fr/wordpress/wp-content/uploads/2013/10/Ch-VI... · Devenir des trioses phosphate produits par la photosynthèse.

Document 1. Les étapes

de la glycolyse. (STRYER L., “ La biochimie ” Flammarion Médecine –

Sciences Ed. ; 1997).

Habillage et préparation du substrat

oxydation

Phosphorylations

et formation d’ATP

La première phase de la glycolyse

http://ead.univ-angers.fr

Une

molécule

d’ATP

est

consommée

Transformation

Pyranose/furanose

Une deuxième

molécule d’ATP

est consommée

Le composé

qui sera oxydé

lors de la phase

suivante

Exemples de

Couplage

chimiochimique

La deuxième phase de la glycolyse : la phase d’oxydation

Le glycéraldéhyde est oxydé et phosphorylé

Encore un couplage chimiochimique: l’oxydation du glyceraldéhyde est

couplée à la réduction du NAD+

La troisième phase de la glycolyse: « capitalisation » de la monnaie ATP

Première

transphosphorylation

ou phosphorylation

au niveau du substrat

Deuxième

transphosphorylation

ou phosphorylation

au niveau du substrat

Bilan de la glycolyse

Première phase : deux ATP consommées

Deuxième phase : deux NADH,H+ formées

pour une molécule de glucose engagée:

Troisième phase : quatre ATP formées

deux pyruvates formés

Soit un bilan net de 2 ATP, 2 NADH,H+

Mais le pyruvate possède encore de l’énergie potentielle, du pouvoir réducteur!

Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+

2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH, H+ + 2 H2O

Document 2. Contrôle de l’activité

catalytique de la pyruvate kinase. (STRYER L., « La biochimie » Flammarion Médecine – Sciences Ed. ; 1997).

Document 3. Activité de la PFK1, seule (témoin) et en

présence d’effecteurs allostériques. (PEYCRU P. et coll., “ Biologie 1ère année BCPST ”, Dunod Ed., 2007).

Cellules de levures placées en anaérobiose (à gauche)

et en aérobiose (à droite). MET. (D’après sujet du baccalauréat Antilles-Guyane 2001).

Document 4. Obtention de

l’acétylcoenzyme A à partir

du pyruvate

4 étapes sont nécessaires,

la pyruvate déshydrogénase est

un complexe multienzymatique

Liaison

thioester à

haute

énergie Pyruvate déshydrogénase

Document 5. Hélice de Lynen

Acyl-CoA + NAD + + FAD + H2O + CoASH

Acyl(n-2)CoA + NADH,H+ + FADH2 + acétyl-CoA

Bilan pour un tour d’hélice

http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/glucose-lipides/gluclip.htm

Citrate

Isocitrate

α-cétoglutarate

Succinyl Co A Succinate

Fumarate

Malate

Oxaloacétate

Acétyl coA

Départ

de coenzyme A

CO2

NAD+

NADH

Arrivée

de Coenzyme A

CO2

NAD+

NADH Départ

de coenzyme A

GDP GTP

FAD

FADH2

+H2O

NADH

NAD+

Document 6.

Le cycle de Krebs

Bilan du cycle de Krebs :

Pour une molécule d’acétyl-coenzyme A :

• 2 CO2 libérés

• 3 NADH,H+ produits

• 1FADH2 produit

• 1 GTP (eq ATP)

Pouvoir réducteur NADH

ATP

ribose 5P

Pouvoir réducteur

NADPH

Protéines

Glycogène

Nucléotides

Triglycérides et phospholipides

membranaires

Panorama simplifié des transformations subies par les molécules

organiques dans le cas du métabolisme d’une cellule animale

Déchets:

H2O ,CO2 et NH3

Pouvoir réducteur NADH

ATP

Cellules de feuilles

d’Elodée placées 12 h à

l’obscurité puis coloration

au lugol.

Cellules de feuilles

d’Elodée placées 12 h

à la lumière puis

coloration au lugol.

http://www.pedagogie.ac-nantes.fr

Mise en évidence de la synthèse

de matière organique dans le chloroplaste

7a : Dispositif expérimental.

7b: Chromatogramme témoin réalisé

avec des substances connues.

Document 7 : Expériences

de Calvin et Benson : protocole.

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/16-premiercorp.htm

Melvin CALVIN 1911-1997

Document 8 : Expériences de Calvin et Benson :

résultats pour différents temps d’exposition.

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/16-premiercorp.htm

Document 9. Mise en évidence expérimentale du rôle de RuBP dans

la phase non photochimique de la photosynthèse.

C5P2 : RuBP, ribulose 1, 5 bis-phosphate ;

PGA = APG, acide phosphoglycérique.

Document 10 : Evolution quantitative de RuBP (C5P2)

et APG (PGA) à la lumière et à l’obscurité.

Grandes sous unités en

rouge

(origine chloroplastique)

sur lesquels se situent les

sites actifs

Petites sous unités en vert

et bleu (origine nucléaire)

Une dualité

fonctionnelle

Une enzyme chimère

La rubisco

Le cycle de Calvin

3x Ribulose 1,5 biP

6x PGA

6x 1,3 PGA

6x PGAld

5x PGAld

3x Ribulose 5 P

3x CO2 3x H2O

Étape catalysée par la rubisco

6 ATP

6 ADP

6 NADPH

6 NADP

PGAld

3 ATP

3 ADP

Incorporation

Réduction Régénération

3 x CO2

6 x NADPH

6 x ATP 3 x ATP

3 x RuBP 6 x APG

6 x Trioses P

1 x Triose P

Le bilan du cycle de Calvin

3 CO2 + 9 ATP + 6 NAPDH, H+ + 3 H2O P-Gald + 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP+

Document 12. Comparaison de la photosynthèse

de deux plantes en fonction de la concentration

en CO2 du milieu.

Teneur en CO2 atmosphérique 0,03 %

Rendement photosynthétique (UA)

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/22-C4.htm

Document 13.

Processus simplifié de

la photorespiration.

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-

cours/18-photorespiration.htm

Document 14. Comparaison anatomique des feuilles d’un végétal en C3 et d’un

végétal en C4.

Les cellules colorées contiennent les chloroplastes qui effectuent le cycle normal de

fixation du carbone. Les cellules non colorées contiennent les chloroplastes qui

fixent le carbone en produisant des composés en C4. (ALBERTS B. et coll., “ Biologie moléculaire de la cellule ”, Flammarion Médecine-Sciences Ed., 1995).

Document 15. Quelques caractéristiques des cellules

foliaires des plantes en C4. (PEYCRU P. et coll., “ Biologie 1ère année BCPST ”, Dunod Ed., 2007).

Donc pas de

dégagement d’O2

Les chloroplastes du mésophylle

et de la gaine périvasculaire des plantes en C4

Chloroplaste de mésophylle (MET) :

La structure est classique, le

chloroplaste contient de nombreux

thylakoïdes empilés en grana.

Chloroplaste de gaine (MET) :

Le chloroplaste ne contient pas

de grana mais seulement de

longs thylakoïdes non empilés.

www.snv.jussieu.fr

Document 16. La photosynthèse en C4

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/22-C4.htm

http://www.umc.edu.dz/inra/ps3aeracinesmorot-gaudry.pdf

Document 17. Les étapes de l’assimilation des

nitrates dans une cellule chlorophyllienne.

1 - Dans le cytosol :

réduction des nitrates en nitrites grâce à la nitrate réductase

NO3- + NAD(P)H + H+ NO2

- + NAD(P)+ + H2O NR

2 - Dans le chloroplaste :

réduction des nitrites en ammonium grâce à la nitrite réductase

NO2- + 6 Fdred + 8 H+ + NH4

+ + 6 Fdox + 2 H2O NiR

Incorporation de l’ammonium dans la matière organique

grâce au système GS – GOGAT (glutamine synthétase et glutamate synthase)

NH4+ + glutamate + ATP glutamine + ADP + Pi

GS

glutamine + α-cétoglutarate + NADPH + H+ 2 glutamate + NADP+

GOGAT

Document 18. Schéma simplifié de l’assimilation

des nitrates dans une cellule chlorophyllienne. D’après : « Botanique, biologie et physiologie végétale » S. Meyer, C. Reeb, R. Bosdeveix, Maloine Ed.2008

Document 19. Devenir des trioses phosphate

produits par la photosynthèse. http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/20-cellule.htm

Moment de

la journée

Synthèse cytosolique de

saccharose

Synthèse d’amidon

dans le stroma

Matin Oui : à partir des trioses

nouvellement synthétisés Non

Journée

ensoleillée

Oui : à partir des trioses

nouvellement synthétisés

Oui : à partir des

trioses nouvellement

synthétisés

Soir et nuit :

obscurité

Oui : à partir des trioses issus

de la dégradation de l’amidon Non

Document 20. Devenir des trioses en

fonction du moment de la journée. (PEYCRU P. et coll., « Biologie 1ère année BCPST », Dunod Ed., 2007).

Document 21. Liens entre le fonctionnement du chloroplaste et de

la mitochondrie dans le métabolisme de la cellule. D’après : « Botanique, biologie et physiologie végétale » S. Meyer, C. Reeb, R. Bosdeveix, Maloine Ed.2008

Document 22. Autotrophie au

carbone et à l’azote d’une

eubactérie nitratante.